本發(fā)明涉及電子垃圾資源化利用新技術(shù)，屬于環(huán)境保護(hù)與資源綜合利用領(lǐng)域的固體廢棄物資源化利用新技術(shù)，尤其適合于廢舊含鉛玻璃污染控制和資源化利用。
背景技術(shù)：
陰極射線管（Cathode Ray Tube, CRT）是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)最早、應(yīng)用最為廣泛的顯示技術(shù)，具有可靠性高、價(jià)格便宜和使用壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于電視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器、示波器等電子電器設(shè)備的核心顯示部件。顯示技術(shù)的快速發(fā)展造成每年世界范圍內(nèi)將要產(chǎn)生數(shù)量巨大的廢舊顯示器，其中我國(guó)每年淘汰電視機(jī)和電腦都在500萬(wàn)臺(tái)以上，且以每年25%~30%的速度遞增。國(guó)內(nèi)廢顯像管玻璃的年報(bào)廢量約為5~6萬(wàn)噸，而回收量?jī)H為2萬(wàn)噸左右。廢棄CRT錐玻璃中含有19％~30％的重金屬氧化物PbO，是一種典型的危險(xiǎn)固體廢棄物。如果不對(duì)CRT錐玻璃進(jìn)行有效的處置回收，露天堆積會(huì)占用大量土地資源，隨意填埋則會(huì)造成周邊土壤和水體重金屬污染，所以廢棄CRT錐玻璃的處理與處置已成為治理我國(guó)電子廢棄物污染的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
CRT錐玻璃中鉛的分離與回收技術(shù)是目前CRT無(wú)害化和資源化的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。只有將CRT玻璃中的鉛完全脫除，才能安全的將其應(yīng)用到其他領(lǐng)域。在常規(guī)火法煉鉛過(guò)程中，人們將錐玻璃作為助熔劑投入到鉛熔煉爐中，實(shí)現(xiàn)金屬和玻璃分離，但該法會(huì)產(chǎn)生大量廢渣、能耗高、脫鉛不徹底等問(wèn)題。濕法工藝技術(shù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)。但是錐玻璃中PbO多面體被SiO4四面體緊緊地包裹而構(gòu)成連續(xù)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，造成傳統(tǒng)酸浸方法很難將錐玻璃中的鉛脫除掉。相關(guān)研究表明機(jī)械活化工藝或超臨界水處理等技術(shù)可以增大錐玻璃中氧化鉛與浸提試劑的接觸面積獲得較高的浸出率。但是機(jī)械活化通常活化時(shí)間較長(zhǎng)，而超臨界技術(shù)對(duì)設(shè)備要求較高，限制了相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。因此，急需一種高效、綠色、適于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的新型脫鉛工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明將碳熱還原技術(shù)與酸浸工藝有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成一種廢陰極射線管含鉛玻璃碳熱還原強(qiáng)化酸浸脫鉛方法。本發(fā)明通過(guò)碳熱還原工藝對(duì)廢陰極射線管錐玻璃進(jìn)行預(yù)處理，將與錐玻璃完全互熔的氧化鉛快速還原為不互熔的單質(zhì)鉛，進(jìn)而單質(zhì)鉛從玻璃相中析出并在錐玻璃顆粒表面大量富集。之后結(jié)合酸浸工藝實(shí)現(xiàn)錐玻璃高效脫鉛處理。本發(fā)明確立的工藝操作簡(jiǎn)單，鉛脫除率高，非常適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種廢棄陰極射線管含鉛玻璃碳熱還原強(qiáng)化酸浸脫鉛方法，包括如下步驟：
步驟一，前處理工序；將經(jīng)過(guò)CRT錐屏分離后的錐玻璃內(nèi)外表面涂層去除干凈，用鄂式破碎機(jī)將錐玻璃破碎成1~2毫米的顆粒狀，再用球磨機(jī)將玻璃顆粒粉磨到100~200目；
步驟二，配料工序；將錐玻璃粉末與碳粉按照一定比例混合均勻，并利用球磨機(jī)繼續(xù)破碎到一定細(xì)度；
步驟三，熱處理工序；將混合好的含碳錐玻璃粉末放入到高溫還原爐中進(jìn)行碳熱還原處理；
步驟四，破碎工序；熱處理工序結(jié)束后根據(jù)碳粉加入量的不同會(huì)得到塊狀或粉末狀還原產(chǎn)物，塊狀產(chǎn)物需破碎至100目；
步驟五，酸浸工序；將碳熱還原產(chǎn)物放置到硝酸溶液中，在一定溫度條件下機(jī)械攪拌一定時(shí)間；
步驟六，液固分離工序；將步驟五中的酸浸混合物進(jìn)行分離，得到不含鉛的玻璃粉和含鉛浸出液；其中脫鉛玻璃粉可制備泡沫玻璃或其他玻璃制品，浸出液通過(guò)化學(xué)沉淀或者電解方法回收其中的鉛，浸出液脫鉛處理后循環(huán)利用。
所述步驟二中碳粉添加量為0~10%，利用行星式球磨機(jī)使混合料的細(xì)度達(dá)到200目。
所述步驟三中熱處理是在還原氣氛條件下進(jìn)行，碳熱還原處理溫度為800～1200℃，保溫15～90min。
所述步驟五中使用的硝酸溶液濃度為0.5~10mol/L，在20~100℃條件下，浸泡15~120min，液固比為10~100:1。
所述步驟六中采用過(guò)濾或靜置沉淀方法實(shí)現(xiàn)固液分離，水洗回收脫鉛玻璃粉中殘留的酸液，沖洗液回用到酸浸工序。
本發(fā)明的方法能夠有效回收錐玻璃中的鉛，同時(shí)脫鉛殘?jiān)春罂砂踩靡灾苽渑菽ＡЩ蚱渌Ａе破?。本發(fā)明采用的碳熱還原強(qiáng)化傳統(tǒng)濕法酸浸提取技術(shù)，操作簡(jiǎn)單，脫鉛率高，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
附圖說(shuō)明
附圖為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1：
將經(jīng)過(guò)CRT錐屏分離后的錐玻璃內(nèi)外表面涂層去除干凈，用鄂式破碎機(jī)將錐玻璃破碎成1~2毫米的顆粒狀，再用球磨機(jī)將玻璃顆粒粉磨到200目；
向錐玻璃粉中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的碳粉，利用球磨機(jī)將混合料繼續(xù)破碎到200目；
將混合好的含碳錐玻璃粉末放入到高溫還原爐中進(jìn)行碳熱還原處理，碳熱還原處理溫度為1200℃，保溫15 min；
將碳熱還原處理后的玻璃粉加入到5 mol/L的硝酸溶液中，在90 ℃條件下，浸泡60 min，液固比為10:1；
將酸浸混合物進(jìn)行液固分離，得到不含鉛的玻璃粉和含鉛浸出液；
經(jīng)分析CRT錐玻璃中金屬鉛的浸出率為93.48%。
實(shí)施例2：
將經(jīng)過(guò)CRT錐屏分離后的錐玻璃內(nèi)外表面涂層去除干凈，用鄂式破碎機(jī)將錐玻璃破碎成1~2毫米的顆粒狀，再用球磨機(jī)將玻璃顆粒粉磨到200目；
向錐玻璃粉中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的碳粉，利用球磨機(jī)將混合料繼續(xù)破碎到200目；
將混合好的含碳錐玻璃粉末放入到高溫還原爐中進(jìn)行碳熱還原處理，碳熱還原處理溫度為1200℃，保溫30 min；
將碳熱還原處理后的玻璃粉加入到5 mol/L的硝酸溶液中，在100 ℃條件下，浸泡60 min，液固比為10:1；
將酸浸混合物進(jìn)行液固分離，得到不含鉛的玻璃粉和含鉛浸出液；
經(jīng)分析CRT錐玻璃中金屬鉛的浸出率為94.80%。
實(shí)施例3：
將經(jīng)過(guò)CRT錐屏分離后的錐玻璃內(nèi)外表面涂層去除干凈，用鄂式破碎機(jī)將錐玻璃破碎成1~2毫米的顆粒狀，再用球磨機(jī)將玻璃顆粒粉磨到200目；
向錐玻璃粉中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的碳粉，利用球磨機(jī)將混合料繼續(xù)破碎到200目；
將混合好的含碳錐玻璃粉末放入到高溫還原爐中進(jìn)行碳熱還原處理，碳熱還原處理溫度為1200℃，保溫90 min；
將粉末狀還原產(chǎn)物加入到5 mol/L的硝酸溶液中，在90 ℃條件下，浸泡60 min，液固比為15:1；
將酸浸混合物進(jìn)行液固分離，得到不含鉛的玻璃粉和含鉛浸出液；
經(jīng)分析CRT錐玻璃中金屬鉛的浸出率為97.46%。
實(shí)施例4：
將經(jīng)過(guò)CRT錐屏分離后的錐玻璃內(nèi)外表面涂層去除干凈，用鄂式破碎機(jī)將錐玻璃破碎成1~2毫米的顆粒狀，再用球磨機(jī)將玻璃顆粒粉磨到200目；
向錐玻璃粉中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的碳粉，利用球磨機(jī)將混合料繼續(xù)破碎到200目；
將混合好的含碳錐玻璃粉末放入到高溫還原爐中進(jìn)行碳熱還原處理；碳熱還原處理溫度為1200℃，保溫15 min；
將塊狀還原產(chǎn)物破碎至100目；
將玻璃粉加入到5 mol/L的硝酸溶液中，在60 ℃條件下，浸泡60 min，液固比為10:1；
將酸浸混合物進(jìn)行液固分離，得到不含鉛的玻璃粉和含鉛浸出液；
經(jīng)分析CRT錐玻璃中金屬鉛的浸出率為80.36%。
實(shí)施例5：
將經(jīng)過(guò)CRT錐屏分離后的錐玻璃內(nèi)外表面涂層去除干凈，用鄂式破碎機(jī)將錐玻璃破碎成1~2毫米的顆粒狀，再用球磨機(jī)將玻璃顆粒粉磨到200目；
向錐玻璃粉中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的碳粉，利用球磨機(jī)將混合料繼續(xù)破碎到200目；
將混合好的含碳錐玻璃粉末放入到高溫還原爐中進(jìn)行碳熱還原處理，碳熱還原處理溫度為800℃，保溫30 min；
將塊狀還原產(chǎn)物破碎至100目；
將玻璃粉加入到5 mol/L的硝酸溶液中，在90 ℃條件下，浸泡60 min，液固比為20:1；
將酸浸混合物進(jìn)行液固分離，得到不含鉛的玻璃粉和含鉛浸出液；
經(jīng)分析CRT錐玻璃中金屬鉛的浸出率為83.38%。